В исследовании, опубликованном 11 августа 2021 г., исследователи НАСА использовали данные точного отслеживания космических аппаратов агентства OSIRIS-REx, чтобы лучше понять движения потенциально опасного астероида Бенну. до 2300 года, что значительно снизит неопределенности, связанные с его будущей орбитой, и улучшит способность ученых определять общую вероятность столкновения и прогнозировать орбиты других астероидов.
«Одной из задач НАСА является поиск и контроль астероидов и комет, способных приближаться к Земле, тем самым представляя опасность для нашего дома», — сказала глава научной работы Келли Фаст. «Миссия OSIRIS-REx предоставила исключительную возможность доработать и протестировать орбитальные модели модели, созданные ранее и применяемые нами сейчас, позволяя нам лучше предсказывать, где будет Бенну и через какое время он доберется до Земли».
В 2135 году Бенну доберется до нашей планеты. Хотя он не будет опасен для нас в то время, ученые должны понимать его траекторию максимально точно, чтобы предсказать, как гравитация Земли поменяет путь астероида вокруг Солнца, а значит, и повлияет на опасность столкновения с Землей.
Используя сеть дальнего космоса НАСА и современные компьютерные модели, ученые смогли значительно уменьшить неопределенности на орбите Бенну, определив, что общая вероятность его столкновения в течение 2300 года составляет примерно 1 из 1750 (или 0,057%). Исследователи также смогли определить 24 сентября 2182 года как наиболее значимую дату с точки зрения потенциального воздействия с вероятностью удара 1 из 2700 (или около 0,037%).
Хотя шансы его столкновения с Землей минимальны, Бенну входит в число двух наиболее опасных астероидов в Солнечной системе, о которых известно человеку.
Перед тем, как покинуть Бенну 10 мая 2021 года, OSIRIS-REx провел более двух лет в непосредственной близости от астероида, собирая информацию о его размере (он составляет около одной трети мили или 500 метров в ширину), форме, массе и т. Д. и состав, отслеживая его вращение и орбитальную траекторию. Космический аппарат также собрал образец камня и пыли с поверхности астероида, который он доставит на Землю 24 сентября 2023 года для дальнейшего научного исследования.
«Данные OSIRIS-REx дают нам гораздо более точную информацию, мы можем проверить пределы наших моделей и рассчитать будущую траекторию Бенну с очень высокой степенью уверенности до 2135 года», — сказал руководитель исследования Давид Фарноккиа из Центра исследований Исследование объектов, сближающихся с Землей (CNEOS), которым управляет Лаборатория реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. «Мы никогда раньше не моделировали траекторию астероида с такой точностью».
Чтобы точно рассчитать, где будет астероид во время его сближения в 2135 году — и может ли он пройти через гравитационную замочную скважину — Фарноккиа и его команда оценили различные типы малых сил, которые могут влиять на астероид, когда он вращается вокруг Солнца. Даже самая маленькая сила может со временем значительно отклонить его орбитальный путь, заставляя его пройти или полностью пропустить замочную скважину.
Среди этих сил решающую роль играет солнечное тепло. Когда астероид движется вокруг Солнца, солнечный свет нагревает его дневную сторону. Поскольку астероид вращается, нагретая поверхность будет вращаться и остывать при попадании на ночную сторону. По мере охлаждения поверхность выделяет инфракрасную энергию, которая создает небольшой толчок на астероид — явление, называемое эффектом Ярковского. В короткие периоды времени эта тяга незначительна, но в течение длительных периодов влияние на положение астероида нарастает и может играть значительную роль в изменении траектории астероида.
«Эффект Ярковского будет действовать на все астероиды всех размеров, и хотя, он был измерен для небольшой части населения астероидов издалека, OSIRIS-REx дал нам первую возможность измерить его в деталях, когда Бенну путешествовал вокруг Солнца», — сказал Стив Чесли, старший научный сотрудник JPL. «Воздействие на Бенну эквивалентно весу трех виноградин, постоянно действующих на астероид — крошечный, да, но значительный при определении вероятности будущего столкновения Бенну в предстоящие десятилетия и столетия».
Команда также рассмотрела многие другие возмущающие силы, включая гравитацию Солнца, планет, их спутников и более 300 других астероидов, сопротивление, вызванное межпланетной пылью, давление солнечного ветра и события выброса частиц Бенну. Исследователи даже оценили силу, которую OSIRIS-REx применил при проведении мероприятия по сбору образцов Touch-And-Go (TAG) 20 октября 2020 года, чтобы увидеть, могло ли оно немного изменить орбиту Бенну, что в конечном итоге подтвердило предыдущие оценки того, что событие TAG имело незначительный эффект.
«Сила, приложенная к поверхности Бенну во время события TAG, была крошечной даже по сравнению с другими рассматриваемыми небольшими силами», — сказал Рич Бернс, менеджер проекта OSIRIS-REx в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «TAG не изменил вероятность столкновения Бенну с Землей».
